Майкл Фарадей
Майкл Фарадей (1791-1867) - английский физик, основоположник учения об электромагнитном поле, иностранный почетный член Петербургской АН (1830). Обнаружил химическое действие электрического тока, взаимосвязь между электричеством и магнетизмом, магнетизмом и светом.
Открыл (1831) электромагнитную индукцию - явление, которое легло в основу электротехники. Установил (1833-34) законы электролиза, названные его именем, открыл пара- и диамагнетизм, вращение плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея).
Доказал тождественность различных видов электричества. Фарадей ввел понятия электрического и магнитного поля, высказал идею существования электромагнитных волн. Учился у химика и физика, одного из основателей электрохимииЭлектрохимия - раздел физической химии, в котором изучаются свойства систем, содержащих подвижные ионы (растворов, расплавов или твердых электролитов), а также явления, возникающие на границе двух фаз (напр., металла и раствора электролита) вследствие переноса заряженных частиц (электронов и ионов).
Электрохимия разрабатывает научные основы электролиза, электросинтеза, гальванотехники, защиты металлов от коррозии, создания химических источников тока и др. Электрохимические процессы играют важную роль в жизнедеятельности организмов, например, в передаче нервных импульсов. Гемфри Дэви.
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791, Лондон. Скончался 25 августа 1867, там же. Основоположник современной концепции поля в электродинамике, автор ряда фундаментальных открытий, в том числе закона электромагнитной индукции, законов электролиза, явления вращения плоскости поляризации света в магнитном поле, один из первых исследователей воздействия магнитного поля на среды.
Детство и юность
Майкл Фарадей родился в семье кузнеца. Кузнецом был и его старший брат Роберт, всячески поощрявший тягу Майкла к знаниям и на первых порах поддерживавший его материально. Мать Фарадея, трудолюбивая, мудрая, хотя и необразованная женщина,
 |
дожила до времени, когда ее сын добился успехов и признания, и по праву гордилась им.
Скромные доходы семьи не позволили Майклу окончить даже среднюю школу, и тринадцати лет он поступил учеником к владельцу книжной лавки и переплетной мастерской, где ему предстояло пробыть 10 лет. Все это время Фарадей упорно занимался самообразованием - прочитал всю доступную ему литературу по физике и химии, повторял в устроенной им домашней лаборатории опыты, описанные в книгах, посещал по вечерам и воскресеньям частные лекции по физике и астрономии. Деньги (по шиллингу на оплату каждой лекции) он получал от брата. На лекциях у Фарадея появились новые знакомые, которым он писал много писем, чтобы выработать ясный и лаконичный стиль изложения; он также старался овладеть приемами ораторского искусства.
Начало работы в Королевском институте
Один из клиентов переплетной мастерской, член Лондонского королевского общества Дено, заметив интерес Фарадея к науке, помог ему попасть на лекции выдающегося физика и химика Гемфри Дэви в Королевском институте. Фарадей тщательно записал и переплел четыре лекции и вместе с письмом послал их лектору. Этот «смелый и наивный шаг», по словам самого Фарадея, оказал на его судьбу решающее влияние. В 1813 Дэви (не без некоторого колебания) пригласил Фарадея на освободившееся место ассистента в Королевский институт, а осенью того же года взял его в двухгодичную поездку по научным центрам Европы. Это путешествие имело для Фарадея большое значение: он вместе с Дэви посетил ряд лабораторий, познакомился с такими учеными, как А. Ампер, М. Шеврель, Ж. Л. Гей-Люссак, которые в свою очередь обратили внимание на блестящие способности молодого англичанина.
Первые самостоятельные исследования. Научные публикации
После возвращения в 1815 в Королевский институт Майкл Фарадей приступил к интенсивной работе, в которой все большее место занимали самостоятельные научные исследования. В 1816 он начал читать публичный курс лекций по физике и химии в Обществе для самообразования. В этом же году появляется и его первая печатная работа.
В 1821 в жизни Фарадея произошло несколько важных событий. Он получил место надзирателя за зданием и лабораториями Королевского института (т. е. технического смотрителя) и опубликовал две значительные научные работы (о вращениях тока вокруг магнита и магнита вокруг тока и о сжижении хлора). В том же году он женился и, как показала вся его дальнейшая жизнь,
был весьма счастлив в браке.
В период до 1821 Майкл Фарадей опубликовал около 40 научных работ, главным образом по химии. Постепенно его экспериментальные исследования все более переключались в область электромагнетизма. После открытия в 1820 Гансом Эрстедом магнитного действия электрического тока Фарадея увлекла проблема связи между электричеством и магнетизмом. В 1822 в его лабораторном дневнике появилась запись: «Превратить магнетизм в электричество». Однако Фарадей продолжал и другие исследования, в том числе в области химии. Так, в 1824 ему первому удалось получить хлор в жидком состоянии.
Избрание в Королевское общество. Профессура
В 1824 Майкл Фарадей был избран членом Королевского общества, несмотря на активное противодействие Дэви, отношения с которым стали у Фарадея к тому времени довольно сложными, хотя Дэви любил повторять, что из всех его открытий самым значительным было «открытие Фарадея». Последний также воздавал должное Дэви, называя его «великим человеком».
Спустя год после избрания в Королевское общество Майкла Фарадея назначают директором лаборатории Королевского института, а в 1827 он получает в этом институте профессорскую кафедру.
Закон электромагнитной индукции. Электролиз
В 1830, несмотря на стесненное материальное положение, Фарадей решительно отказывается от всех побочных занятий, выполнения любых научно-технических исследований и других работ (кроме чтения лекций по химии), чтобы целиком посвятить себя научным изысканиям. Вскоре он добивается блестящего успеха: 29 августа 1831 открывает явление электромагнитной индукции - явление порождения электрического поля переменным магнитным полем. Десять дней напряженнейшей работы позволили Фарадею всесторонне и полностью исследовать это явление, которое без преувеличения можно назвать фундаментом, в частности, всей современной электротехники. Но сам Фарадей не интересовался прикладными возможностями своих открытий, он стремился к главному - исследованию законов Природы.
Открытие электромагнитной индукции принесло Фарадею известность. Но Майкл по-прежнему был очень стеснен в средствах, так что его друзья были вынуждены хлопотать о предоставлении ему пожизненной правительственной пенсии. Эти хлопоты увенчались успехом лишь в 1835. Когда же у Фарадея возникло впечатление, что министр казначейства относится к этой пенсии как к подачке ученому, он направил министру письмо, в котором с достоинством отказался от всякой пенсии. Министру пришлось просить извинения у Фарадея.
В 1833-34 Майкл Фарадей изучал прохождение электрических токов через растворы кислот, солей и щелочей, что привело его к открытию законов электролиза. Эти законы (Фарадея законы) впоследствии сыграли важную роль в становлении представлений о дискретных носителях электрического заряда. До конца 1830-х гг. Фарадей выполнил обширные исследования электрических явлений в диэлектриках.
Болезнь Фарадея. Последние экспериментальные работы
Постоянное огромное умственное напряжение подорвало здоровье Фарадея и вынудило его в 1840 прервать на пять лет научную работу. Вернувшись к ней вновь, Фарадей в 1848 открыл явление вращения плоскости поляризации света, распространяющегося в прозрачных веществах вдоль линий напряженности магнитного поля (Фарадея эффект). По-видимому, сам Фарадей (взволнованно написавший, что он «намагнитил свет и осветил магнитную силовую линию») придавал этому открытию большое значение. И действительно, оно явилось первым указанием на существование связи между оптикой и электромагнетизмом. Убежденность в глубокой взаимосвязи электрических, магнитных, оптических и других физических и химических явлений стала основой всего научного миропонимания Фарадея.
Другие экспериментальные работы Фарадея этого времени посвящены исследованиям магнитных свойств различных сред. В частности, в 1845 им были открыты явления диамагнетизма и парамагнетизма.
В 1855 болезнь вновь заставила Фарадея прервать работу. Он значительно ослабел, стал катастрофически терять память. Ему приходилось записывать в лабораторный журнал все, вплоть до того, куда и что он положил перед уходом из лаборатории, что он уже сделал и что собирался делать далее. Чтобы продолжать работать, он должен был отказаться от многого, в том числе и от посещения друзей; последнее, от чего он отказался, были лекции для детей.
Значение научных трудов
Даже далеко не полный перечень того, что внес в науку Фарадей, дает представление об исключительном значении его трудов. В этом перечне, однако, отсутствует то главное, что составляет громадную научную заслугу Фарадея: он первым создал полевую концепцию в учении об электричестве и магнетизме. Если до него господствовало представление о прямом и мгновенном взаимодействии зарядов и токов через пустое пространство, то Майкл Фарадей последовательно развивал идею о том, что активным материальным переносчиком этого взаимодействия является электромагнитное поле.
Об этом прекрасно написал Джеймс Клерк Максвелл, ставший его последователем, развивший далее его учение и облекший представления об электромагнитном поле в четкую математическую форму: «Фарадей своим мысленным оком видел силовые линии, принизывающие все пространство. Там, где математики видели центры напряжения сил дальнодействия, Фарадей видел промежуточный агент. Где они не видели ничего, кроме расстояния, удовлетворяясь тем, что находили закон распределения сил, действующих на электрические флюиды, Фарадей искал сущность реальных явлений, протекающих в среде».
Точка зрения на электродинамику с позиций концепции поля, основоположником которой был Фарадей, стала неотъемлемой частью современной науки. Труды Фарадея ознаменовали наступление новой эры в физике.
(В. Н. Григорьев)
«До тех пор, пока люди пользуются благами электричества, они всегда будут с благодарностью вспоминать имя Фарадея», - сказал Герман Гельмгольц.
Майкл Фарадей - английский физик-экспериментатор, химик, создатель учения об электромагнитном поле. Он открыл электромагнитную индукцию, являющуюся основой промышленного производства электричества и применения в современных условиях.
Детство и юность
Майкл Фарадей родился 22 сентября 1791 года в Ньюингтон-Баттс, недалеко от Лондона. Отец - Джеймс Фарадей (1761-1810), кузнец. Мама - Маргарет (1764-1838). Кроме Майкла, в семье росли брат Роберт и сестры Элизабет и Маргарет. Жили бедно, поэтому Майкл не доучился в школе и в 13 лет пошел работать в книжный магазин рассыльным.
Образование закончить не удалось. Тягу к знаниям удовлетворяло чтение книг по физике и химии - в книжной лавке таких было в избытке. Юноша осваивал первые эксперименты. Соорудил источник тока - «Лейденскую банку». Отец и брат поддерживали Майкла в тяге к экспериментам.
В 1810 году 19-летний юноша стал членом философского клуба, в котором читали лекции по физике и астрономии. Майкл участвовал в научной полемике. Одаренный молодой человек привлекал внимание ученого сообщества. Покупатель книжного магазина Уильям Денс вручил Майклу подарок - билет на посещение ряда лекций по химии и физике Гемфри Дэви (основателя электрохимии, первооткрывателя химических элементов Калия, Кальция, Натрия, Бария, Бора).
Будущий ученый, застенографировав лекции Гемфри Дэви, сделал переплет и отправил профессору, сопроводив письмом с просьбой найти какую-нибудь работу в Королевском институте. Дэви принял участие в судьбе юноши, и через некоторое время 22-летний Фарадей получил работу лаборанта в химической лаборатории.
Наука
Выполняя обязанности лаборанта, Фарадей не упускал возможности прослушивать лекции, в подготовке которых участвовал. Также с благословения профессора Дэви молодой человек проводил свои химические опыты. Добросовестность и искусность выполнения работы лаборантом сделала его неизменным помощником Дэви.
В 1813 году Дэви взял Фарадея секретарем в двухлетнее европейское путешествие. Во время поездки молодой ученый познакомился со светилами мировой науки: Андре-Мари Ампером, Жозефом Луи Гей-Люссаком, Алессандро Вольта.
По возвращении в Лондон в 1815 году Фарадей получил должность ассистента. Параллельно продолжал любимое дело - ставил собственные опыты. За жизнь Фарадей провел 30 000 экспериментов. В научных кругах за педантичность и трудолюбие получил звание «короля экспериментаторов». Описание каждого опыта аккуратно заносил в дневники. Позже, в 1931 году, эти дневники были изданы.
Первое печатное издание Фарадея вышло в 1816 году. К 1819 году напечатали 40 работ. Труды посвящены химии. В 1820 году из ряда экспериментов со сплавами, молодой ученый обнаружил, что сплав стали с добавлением никеля не дает окисления. Но результаты опытов прошли мимо металлургов. Открытие нержавеющей стали было запатентовано гораздо позже.
В 1820 году Фарадей стал техническим смотрителем Королевского института. К 1821 году от химии он перешел к физике. Фарадей выступал как сложившийся ученый, приобрел вес в научном сообществе. Вышла статья о принципе работы электродвигателя, положившая начало промышленной электротехники.
Электромагнитное поле
В 1820 году Фарадей увлекся опытами по взаимодействию электричества и магнитного поля. К этому моменту открыли понятия «источник постоянного тока» (А. Вольт), «электролиз», «электрическая дуга», «электромагнит». В этот период развивались электростатика и электродинамика, публиковались опыты Био, Савара, Лапласа по работе с электричеством и магнетизмом. Вышла работа А. Ампера по электромагнетизму.
В 1821 году свет увидела работа Фарадея «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма». В ней ученый представил опыты с магнитной стрелкой, вращающейся вокруг одного полюса, т. е. осуществил превращение электрической энергии в механическую. Фактически он представил первый в мире, пусть и примитивный, электрический двигатель.
Радость открытия испортила жалоба Уильяма Волластона (открыл Палладий, Родий, сконструировал рефрактометр и гониометр). В жалобе к профессору Дэви ученый обвинял Фарадея в краже идеи с вращающейся магнитной стрелкой. История приняла скандальный характер. Дэви принял позицию Волластона. Только личная встреча двух ученых и разъяснение своей позиции Фарадеем смогла уладить конфликт. Волластон отказался от притязаний. Отношения Дэви и Фарадея утратили прежнюю доверительность. Хотя первый до последних дней не уставал повторять, что Фарадей - главное сделанное им открытие.
В январе 1824 года Фарадея избрали членом Лондонского королевского общества. Профессор Дэви голосовал против.
В 1823 году стал членом-корреспондентом Парижской Академии наук.
В 1825 году Майкл Фарадей занял место Дэви в должности директора лаборатории физики и химии Королевского института.
После открытия 1821 года десять лет ученый не издавал трудов. В 1831 году он стал профессором Вулиджа (военная академия), в 1833 году - профессором химии Королевского института. Проводил научные диспуты, читал лекции в научных собраниях.
Еще в 1820 году Фарадея заинтересовал опыт Ганса Эрстеда: движение по цепи электрического тока вызывало движение магнитной стрелки. Электрический ток стал причиной возникновения магнетизма. Фарадей предположил, что, соответственно, магнетизм может быть причиной возникновения электрического тока. Первое упоминание теории появилось в дневнике ученого в 1822 году. Десять лет опытов ушло на разгадку тайны электромагнитной индукции.
Победа пришла 29 августа 1831 года. Устройство, позволившее Фарадею сделать гениальное открытие, состояло из железного кольца и множества витков проволоки из меди, намотанной на две его половины. В цепи одной половины кольца, замкнутой проволокой, находилась магнитная стрелка. Вторая обмотка подключалась к батарее питания. При включении тока магнитная стрелка совершала колебания в одну сторону, а при выключении - в другую. Фарадей заключил, что магнит способен преобразовывать магнетизм в электрическую энергию.
Явление «возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него» было названо электромагнитной индукцией. Обнаружение электромагнитной индукции открыло дорогу созданию источника тока - электрогенератора.
Открытие положило начало новому плодотворному витку экспериментов ученого, давших миру «Экспериментальные исследования по электричеству». Фарадей опытным путем доказал единую природу возникновения электрической энергии, независимую от способа, при помощи которого вызван электрический ток.
В 1832 году физика наградили медалью Копли.
Фарадей стал автором первого трансформатора. Ему принадлежит понятие «диэлектрической проницаемости». В 1836 году путем ряда экспериментов он доказал, что заряд тока оказывает воздействие только на оболочку проводника, оставляя объекты внутри нее нетронутыми. В прикладной науке устройство, сделанное на принципе этого явления, называется «клетка Фарадея».
Открытия и труды
Открытия Майкла Фарадея посвящены не только физике. В 1824 году им открыт бензол и изобутилен. Ученый вывел жидкую форму хлора, сероводорода, диоксида углерода, аммиака, этилена, диоксида азота, получил синтез гексахлорана.
В 1835 году Фарадей из-за болезни был вынужден сделать двухлетний перерыв в работе. Причиной заболевания подозревали контакт ученого во время опытов с парами ртути. Недолго проработав после выздоровления, в 1840 году профессор вновь почувствовал себя плохо. Преследовала слабость, была временная потеря памяти. Период выздоровления затянулся на 4 года. В 1841 году, по настоянию врачей, ученый отправился в путешествие по Европе.
Семья жила почти в бедности. По свидетельству биографа Фарадея Джона Тиндаля, ученый получал пенсию 22 фунта в год. В 1841 году премьер-министр Уильям Лэм, лорд Мельбурн, под нажимом общественности подписал указ о назначении Фарадею государственной пенсии в размере 300 фунтов в год.
В 1845 году великому ученому удалось привлечь внимание мировой общественности еще некоторыми открытиями: открытие изменения плоскости поляризованного света в магнитном поле («эффект Фарадея») и диамагнетизма (намагничивания вещества к внешнему магнитному полю, действующему на него).
Правительство Англии не единожды просило Майкла Фарадея о помощи в решении проблем, связанных с техническими вопросами. Ученый разрабатывал программу оснащения маяков, методы борьбы с коррозией кораблей, выступал судебным экспертом. Будучи по природе человеком добродушным и миролюбивым, наотрез отказался участвовать в создании химического оружия для войны с Россией в Крымской войне.
В 1848 году подарила Фарадею дом на левом берегу Темзы, Хэмптон-Корт. Британская королева оплачивала расходы и налоги по дому. Ученый с семьей перебрались в него, оставив дела в 1858 году.
Личная жизнь
Майкл Фарадей был женат на Саре Барнард (1800-1879). Сара - сестра друга Фарадея. Предложение руки и сердца 20-летняя девушка приняла не сразу - молодому ученому пришлось поволноваться. Тихая свадьба состоялась 12 июня 1821 года. Много лет спустя Фарадей писал:
«Я женился - событие, которое больше всяких других содействовало моему счастью на земле и моему здоровому состоянию духа».
Семья Фарадея, как и семья жены, члены протестантской общины «сандеманиан». Фарадей выполнял работу диакона лондонской общины, неоднократно выбирался старейшиной.
Смерть
Майкл Фарадей болел. В краткие моменты, когда болезнь отступала, он работал. В 1862 году выдвинул гипотезу о движении спектральных линий в магнитном поле. Подтвердить теорию смог в 1897 году Питер Зееман, за что в 1902 году получил «Нобелевскую премию». Фарадея Зееман назвал автором идеи.
Майкл Фарадей скончался за рабочим столом 25 августа 1867 года в возрасте 75 лет. Похоронен рядом с женой на Хайгейтском кладбище в Лондоне. Ученый просил перед смертью о скромных похоронах, поэтому пришли только родственники. На могильной плите высечено имя ученого и годы жизни.
- В работе ученый-физик не забывал о детях. Лекции для детей «История свечи» (1961 год) переиздают по сей день.
- Портрет Фарадея помещен на английскую купюру в 20 фунтов выпуска 1991-1999 годов.
- Ходили слухи, что Дэви не отвечал Фарадею на просьбу о работе. Однажды, временно потеряв зрение во время химического эксперимента, профессор вспомнил о настойчивом юноше. Поработав секретарем ученого, юноша так потряс Дэви своей эрудицией, что тот предложил Майклу работу в лаборатории.
- После возвращения из Европейского турне с семьей Дэви Фарадей в ожидании места ассистента в Королевском институте поработал там посудомойщиком.
Фарадей Майкл (1791-1867) английский физик, основоположник учения об электромагнетизме. Родился близ Лондона в семье кузнеца. Подростком поступил на работу в переплётную мастерскую, где пристрастился к чтению научных книг. Поворотная точка в судьбе Фарадея - встреча в возрасте 21 года с выдающимся английским химиком Г.Дэви, взявшим талантливого юношу в ассистенты. С этого момента увлечение Фарадея физикой и химией превратилось в профессию.
К 1818 году относится первая научная работа Фарадея по физике, посвящённая исследованию «поющего пламени». В 1820 году Фарадей провёл несколько опытов по выплавке сталей, содержащих никель. Эта работа считается открытием нержавеющей стали.
|
В 1821 году Фарадей впервые в мире осуществил «магнитное вращение». Ему удалось заставить вращаться магнит вокруг проводника с током, а также проводник с током вокруг магнита. Это была первая в мире действующая модель электродвигателя!
Прибор Фарадея был устроен просто: он состоял из двух металлических сосудов с ртутью и двух стержневых магнитов, причём левый из них был прикреплён к дну сосуда на шарнире, а правый неподвижно (см. рисунок). Сверху в сосуды, касаясь ртути, опускалась проволока, соединявшая оба сосуда так, что образовывалась электрическая цепь. Заметим, что над левым сосудом с подвижным магнитом проволока была закреплена неподвижно, а над правым сосудом с неподвижным магнитом, наоборот, проволока была закреплена на шарнире и могла двигаться.
При подключении источника тока магнит в левой чаше и проволока в правой чаше начинали быстро вращаться. Поменяв «плюс» с «минусом» можно было наблюдать, что направление вращения подвижных частей (магнита слева и проволоки справа) менялось на противоположное. Думаем ли мы теперь, глядя на впечатляющие махины электродвигателей судов и электровозов, что они с их исполинской мощью есть порождение несложного прибора Фарадея!
В 1823 году Фарадеем было произведено одно из важнейших открытий в области физики - он впервые добился сжижения газа (хлора) и установил простой, но действенный метод обращения газов в жидкость.
В течение 10 лет после открытия «магнитного вращения» Фарадей занимался исследованием связи между электрическими и магнитными явлениями. Благодаря этому в 1831 году он сделал свое самое значительное открытие в физике. Фарадей обнаружил и исследовал явление электромагнитной индукции, лежащее в основе работы всех современных генераторов постоянного и переменного тока.
На иллюстрации вы видите электромагнитную индукционную катушку Фарадея, экспонат музея Фарадея в Королевском институте. [Рассказать про катушку и индукцию подробнее … ]
Используя огромный экспериментальный материал, Фарадей доказал тождественность всех известных тогда видов электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества, гальванического электричества и т.д.
|
Это исследование природы электрического тока привело его к экспериментам по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей. Результатом этих исследований стало открытие в 1833 году законов электролиза (законы Фарадея). Он ввёл существующие и поныне термины: электролиз, электроды, ионы.
Фарадей первый в 1830-х годах ввёл в физику понятие поля, в 1845 году употребил термин «магнитное поле». Упорно исследуя взаимосвязь электричества, магнетизма и света, в 1845 году он обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году открыл диамагнетизм (один из видов магнетизма, который проявляется в намагничивании вещества навстречу направлению действующего на него внешнего магнитного поля), в 1847 - парамагнетизм (свойство тел, помещенных во внешнее магнитное поле, намагничиваться в направлении, совпадающем с направлением этого поля).
Все основные работы по электричеству и магнетизму Фарадей представлял Королевскому научному обществу в виде серий докладов на протяжении 24 лет под названием «Экспериментальные исследования по электричеству». Фарадей занимался и популяризацией науки - читал лекции по физике и химии для детей и взрослых, а также написал замечательную научно-популярную книгу «История свечи», которая переведена на многие языки.
(1791-1867) английский физик, создатель общего учения об электромагнетизме
Будущий знаменитый английский физик родился в сентябре 1791 года в Лондоне в семье кузнеца Джеймса Фара-дея. Недостаток средств не позволил ему получить хорошее образование. Майкл Фарадей рассказывал, что его образование «было самым заурядным» и включало в себя начальные навыки чтения, письма и арифметики, полученные в обычной дневной школе. С детства в нем воспитывали любовь к труду, честность и гордость.
Когда Майклу исполнилось 12 лет, он поступил в ученики к владельцу книжной лавки и переплетной мастерской Жоржу Рибо. Здесь он вначале занимался разноской книг и газет, а в дальнейшем в совершенстве овладел переплетным делом. Работая в мастерской, Фарадей много и жадно читал, стремясь восполнить недостатки образования. Особенно его увлекало электричество и химия. Майкл организовал домашнюю химико-физическую лабораторию и начал сам проделывать опыты, описанные в книгах.
Он не был исключительным ребенком. Живой и общительный, он отличался от других мальчиков своего возраста только несколько большей любознательностью, недоверчивостью к словам и упорством самостоятельного характера. Владелец лавки Рибо всячески поощрял страстное стремление Майкла к самообразованию.
В переплетную часто заходил мистер Дэне, член Лондонского королевского общества. Обратив внимание на молодого переплетчика, жадно читающего книги и заканчивающего изучение последнего номера серьезного научного журнала, он предложил ему послушать цикл лекций своего друга, профессора химии сэра Гэмфри Дэви. Эти лекции увлекли Майкла, он тщательно конспектировал их. По совету Дэн-са Фарадей начисто переписал записи, красиво переплел и послал их Дэви, присоединив письмо с просьбой о предоставлении возможности исследовательской работы.
Дэви вначале отказал Майклу из-за отсутствия вакансии, но несчастный случай помог Фарадею. Во время одного из опытов в лаборатории взрывом колбы Дэви обожгло глаза, и он не мог ни писать, ни читать. Тогда известный ученый пригласил Майкла временно поработать секретарем. Через некоторое время, в марте 1813 года, 22-летний Фарадей становится лаборантом Дэви в Королевском институте в Лондоне. Когда в будущем Дэви спросят о самом главном его достижении, он ответит, что самым важным его открытием было открытие Фарадея.
Осенью того же года Майкл в качестве лаборанта-помощника и камердинера едет с Г. Дэви и его женой в полуторагодичное путешествие по Европе. Эта поездка во многом способствовала формированию его научных взглядов. В Париже, а затем Швейцарии, Италии и Германии он познакомился со многими выдающимися представителями европейской науки, в том числе с Гей-Люссаком и Вольта, и получил прекрасную выучку как экспериментатор. Майкл помогал Дэви в его опытах во время лекций, участвовал в беседах с учеными. Фарадей начинает бегло говорить по-французски и по-немецки, впоследствии переписывается с некоторыми учеными.
Летом 1815 года, вернувшись в Англию, он продолжает работать лаборантом в Королевском институте. Но это уже другой Фарадей, более зрелый, можно сказать, сформировавшийся ученый. Будучи самоучкой, он с 1815 по 1822 год занимался в основном исследованиями по химии. Майкл быстро становится на путь самостоятельного творчества, и самолюбию Дэви приходится часто страдать от успехов ученика. Первая работа Майкла Фарадея появилась в печати в 1816 году.
В августе 1820 года он узнает об открытии Эрстеда, и с этого момента его мысли поглощают электричество и магнетизм. Он начинает свои знаменитые экспериментальные исследования и в дневнике записывает: «Превратить магнетизм в электричество». На решение этой задачи знаменитому ученому потребовалось почти 10 лет.
Летом 1821 года, когда его коллеги разъехались в отпуск, Фарадею удается осуществить опыт с вращением магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создав тем самым лабораторную модель электродвигателя. В 1825 году он назначается директором лаборатории Королевского института, сменив на этом посту Г. Дэви. За год до этого он вошел в английскую научную элиту, став членом Лондонского королевского общества, а в 1830 году его избрали членом Петербургской академии наук. В 1827 году Фарадей получил профессорскую кафедру в Королевском институте, а в 1833-1860 годах был профессором кафедры химии.
Его научная работа всегда была связана с экспериментом. Все свои опыты, в том числе и неудавшиеся, он очень тщательно записывал в особый дневник, последний параграф которого значился под номером 16041. Фарадей не был математиком, и в его дневниках не было ни одной формулы, поскольку он ценил физическую суть, механизм явления, а не математический аппарат. Во время экспериментов Майкл Фарадей не щадил себя. Он не обращал внимания на пролившуюся ртуть, использующуюся в опытах; не обходилось и без взрывов приборов при работе со сжиженными газами. Это все серьезно сократило его жизнь. В одном из писем он писал, что во время опыта случился взрыв, поранивший ему глаза. Из них были вынуты тридцать осколков стекла.
17 октября 1831 года упорный десятилетний труд Фара-дея был вознагражден - было открыто явление электромагнитной индукции. Для объяснения индукции он вводит в дальнейшем чрезвычайно важное для физики понятие поля и дает его наглядное представление с помощью силовых линий.
С ноября 1831 года Майкл Фарадей начинает публиковать свой дневник в виде обширного труда «Экспериментальные исследования по электричеству», составляющего 30 серий более чем из 3000 параграфов. В этих сериях отражена двадцатичетырехлетняя работа ученого, в них его жизнь, мысли и воззрения. Это труд - великолепный памятник научного творчества Фарадея. Последняя, тридцатая серия вышла в свет в 1855 году.
В 1833 году он проводит цикл исследований по электрохимии и устанавливает законы электролиза, получившие название законов Фарадея. Им были введены в физику такие понятия, как катод, анод, ионы, электролиз, электроды, электролиты.
С 1835 года он начинает заниматься проблемами электростатики. В 1837 году Фарадей обнаружил влияние диэлектриков на электрическое взаимодействие, т. е. поляризацию диэлектриков, и ввел понятие диэлектрической проницаемости.
Как полагают, вследствие отравления парами ртути в 1840 году здоровье Фарадея резко ухудшилось, и он вынужден был на четыре года прервать работу. Вернувшись к научной деятельности, он в 1845 году открывает явление диамагнетизма и явление вращения плоскости поляризации света в веществе, помещенном в магнитное поле. Эти открытия наводят его на мысль об электромагнитной природе света. В 1847 году он открывает явление парамагнетизма.
Внешне монотонная жизнь Фарадея поразительна по творческому напряжению. Всего с 1816 по 1860 годы им было опубликовано 220 работ. Более 60 научных обществ и академий избрали его своим членом.
Майклу Фарадею были свойственны доброта, скромность, благожелательность, необыкновенная порядочность и честность. «Фарадей был среднего роста, живой, веселый, движения быстры и уверенны; ловкость в искусстве экспериментирования невероятная. Точен, аккуратен, весь - преданность долгу... Он жил в своей лаборатории, среди своих инструментов; он отправлялся в нее утром и уходил вечером с точностью купца, проводящего день в своей конторе. Всю свою жизнь он посвятил постановке все новых и новых опытов, находя в большинстве случаев, что легче заставить говорить природу, чем ее разгадать.
Моральный тип, явившийся в лице Фарадея, поистине явление редкое. Его живость, веселость напоминают ирландца; его рефлектирующий ум, сила его логики напоминают шотландских философов; его упрямство напоминало англичанина, упорно преследующего свою цель... ».
Напряженная работа надломила душевные силы Фарадея. И он вынужден был отказаться от всех остальных занятий, отдавая себя безраздельно науке. Все чаще он жалуется на ослабление памяти, на то, что «забывает, какими буквами изобразить то или иное слово». В таком состоянии он проводит долгие годы, сужая круг своей деятельности. Блестящий лектор, в 70 лет он покидает институт.
В 1860 году Фарадей практически оставляет научную деятельность из-за болезни и проводит остаток жизни в имении Хэмптон-корт.
25 августа 1867 года в возрасте 75 лет Майкл Фарадей умер. Его прах покоится на Хайгетском кладбище в Лондоне.
Его жизнь была полна глубокого внутреннего содержания, его имя стало обозначением единицы электрической емкости и одной из фундаментальных физических постоянных, его дела - бессмертны.
ФАРАДЕЙ (Faraday), Майкл
Английский физик Майкл Фарадей родился в предместье Лондона в семье кузнеца. Окончив начальную школу, с двенадцати лет он работал разносчиком газет, а в 1804 г. поступил в ученики к переплетчику Рибо, французскому эмигранту, всячески поощрявшему страстное стремление Фарадея к самообразованию. Чтением и посещением публичных лекций молодой Фарадей стремился пополнить свои знания, причем его влекли главным образом естественные науки – химия и физика. В 1813 г. один из заказчиков подарил Фарадею пригласительные билеты на лекции Гемфри Дэви в Королевском институте, сыгравшие решающую роль в судьбе юноши. Обратившись с письмом к Дэви, Фарадей с его помощью получил место лабораторного ассистента в Королевском институте.
В 1813–1815 гг., путешествуя вместе с Дэви по Европе, Фарадей посетил лаборатории Франции и Италии. После возвращения в Англию научная деятельность Фарадея протекала в стенах Королевского института, где он сначала помогал Дэви в химических экспериментах, а затем начал самостоятельные исследования. Фарадей осуществил сжижение хлора и некоторых других газов, получил бензол. В 1821 г. он впервые наблюдал вращение магнита вокруг проводника с током и проводника с током вокруг магнита, создал первую модель электродвигателя. В течение последующих 10 лет Фарадей занимался исследованием связи между электрическими и магнитными явлениями. Его исследования увенчались открытием в 1831 г. явления электромагнитной индукции. Фарадей детально изучил это явление, вывел его основной закон, выяснил зависимость индукционного тока от магнитных свойств среды, исследовал явление самоиндукции и экстратоки замыкания и размыкания. Открытие явления электромагнитной индукции сразу же приобрело огромное научное и практическое значение; это явление лежит, например, в основе работы всех генераторов постоянного и переменного тока.
Стремление выявить природу электрического тока привело Фарадея к экспериментам по прохождению тока через растворы кислот, солей и щелочей. Результатом этих исследований стало открытие в 1833 г. законов электролиза (законы Фарадея). В 1845 г. Фарадей обнаружил явление вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея). В том же году он открыл диамагнетизм, в 1847 г. – парамагнетизм. Фарадей ввёл в науку ряд понятий – катода, анода, ионов, электролиза, электродов; в 1833 г. он изобрел вольтметр. Используя огромный экспериментальный материал, Фарадей доказал тождественность известных тогда «видов» электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества, гальванического электричества и т.д.
В 1840 г., ещё до открытия закона сохранения энергии, Фарадей высказал мысль о единстве «сил» природы (различных видов энергии) и их взаимном превращении. Он ввёл представления о силовых линиях, которые считал физически существующими. Идеи Фарадея об электрическом и магнитном полях оказали большое влияние на развитие всей физики. В 1832 г. Фарадей высказал мысль о том, что распространение электромагнитных взаимодействий есть волновой процесс, происходящий с конечной скоростью; в 1845 г. он впервые употребил термин «магнитное поле».
В 1824 г., несмотря на противодействие Дэви, претендовавшего на открытия своего ассистента, Фарадей был избран членом Королевского общества , а в 1825 г. стал директором лаборатории в Королевском институте. С 1833 по 1862 гг. Фарадей состоял профессором химии Королевского института. Весьма популярны были публичные лекции Фарадея; широкую известность приобрела его научно-популярная книга «История свечи ».
Открытия Фарадея завоевали широчайшее признание во всём научном мире; его именем впоследствии были названы законы, явления, единицы физических величин и т.д. Русский физик А. Г. Столетов так охарактеризовал значение Фарадея в развитии науки: «Никогда со времен Галилея свет не видал стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы». В честь Майкла Фарадея Британское химическое общество учредило медаль Фарадея – одну из почётнейших научных наград.